Efeito da dexametasona sobre a atividade das enzimas da cadeia respiratória mitocondrial na amigdala, hipocampo e neocortex de pacientes com epilepsia de lobo temporal mesial

Abstract

Introdução: Glicocorticoides são amplamente utilizados na prática clínica. Fisiologicamente há um ritmo circadiano bem definido de secreção de cortisol e um envolvimento na resposta aguda ao estresse. Possuem também, importante papel na autopreservação e na homeostasia do sistema nervoso central. O cérebro possui alta taxa metabólica e as funções neuronais são particularmente sensíveis às disfunções mitocondriais. Há uma falta de estudos do efeito dos glicorticoide sobre a atividade das enzimas da cadeia respiratória mitocondrial (ECRM) em estruturas corticais e límbicas em humanos adultos. A atividade destas enzimas pode ser avaliada com sucesso em amostras congeladas. A cirurgia de epilepsia refratária ao tratamento medicamentoso oferece uma oportunidade ética para estudar o tecido cerebral humano. Cirurgias de epilepsia são realizadas sob parâmetros hemodinâmicos e laboratoriais próximos ao fisiológico, mas não há estudos que analisaram a associação entre esses parâmetros e a atividade das enzimas envolvidas na cadeia respiratória mitocondrial. Métodos: Estudo de 24 indivíduos adultos com diagnóstico de epilepsia do lobo temporal mesial associado à esclerose do hipocampo (ELTM-EH)refratários ao tratamento medicamentoso. Todos foram submetidos a neurocirurgia para controle da doença e durante o ato cirúrgico foram removidas amostras do córtex temporal, da amigdala e do hipocampo. Foram obtidos a história clínica e os parâmetros bioquímicos e hemodinâmicos transoperatórios. Realizado regressão linear múltipla para determinar os parâmetros intraoperatórios associados de forma independente com a atividade das enzimas da cadeia respiratória mitocondrial nas três estruturas cerebrais. Foi avaliado também, o efeito de uma dose única (10 mg endovenoso) de dexametasona sobre as enzimas dos complexos I, II, IV e sobre a atividade da succinato desidrogenase da cadeira respiratória mitocondrial, nos mesmos tecidos, coletados até 4 horas após a infusão do corticoide. Resultados: A atividade das ECRM nas amostras do córtex temporal, amigdala e hipocampo foram diferentemente associadas às médias de saturação de oxigênio, hemoglogina sérica e pressão arterial média. Os intervalos de tempo da última crise convulsiva até o ato cirúrgico, do início da anestesia até a 8 coleta das amostras e a média de tempo de seu armazenamento em freezer também foram associadas com as atividades das ECRM. Após o controle das variáveis clínicas, demográficas, neuroradiológias, hemodinâmicas, bioquímicas e transoperatórias dos pacientes do grupo tratado com dexametasona (n=14) e não tratado (n=10); não foi evidenciado diferenças estatisticamente significativas entre as atividades das ECRM nas amostras analisadas. Conclusão: O controle rigoroso dos parâmetros hemodinâmicos, bioquímicos, tempo de armazenamento das amostras, tempo desde a última crise convulsiva e tempo de anestesia são necessários para minimizar vieses confundidores em estudos com amostras cerebrais de adultos coletados em neurocirurgias eletivas. Em condições cirúrgicas estressantes, uma dose farmacológica única de dexametasona não causou mudanças significativas nas atividades das ECRM no córtex temporal, amigdala e hipocampo de pacientes com ELTM-EH. Os resultados indicam uma resistência natural ou um mecanismo rápido de adaptação das enzimas para o efeito do glicocorticoide em estruturas límbicas e neocorticais destes pacientes. O desenho do estudo não é capaz de concluir sobre o efeito da atividade das ECRM na epileptogênese e ictogenese da ELTM-EH. Os nossos resulta dos são relevantes para entendermos a função mitocondrial cerebral durante estados de estresse agudo em pessoas saudáveis e em pacientes com doenças neuropsiquiátricas.<br>

Abstract : Background: Glucocorticoids are widely used in clinical practice. Physiologically there is a clear circadian rhythm of cortisol secretion and involvement in the acute stress response. It also has an important role in self-preservation and the homeostasis of the central nervous system. The brain has a high metabolic rate and neuronal functions are particularly sensitive to mitochondrial dysfunction. There is a lack of studies of the effect of corticosteroids on the mitochondrial respiratory chain enzymes (MRCE) in cortical and limbic structures in adult humans. The activity of these enzymes can be successfully evaluated in frozen samples. The epilepsy surgery to drug refractory treatment offers an ethical opportunity to study human brain tissue. Epilepsy surgeries are performed under hemodynamic and laboratory parameters close to normal but there are no studies that examined the association between these parameters and the activity of enzymes involved in mitochondrial respiratory chain. Methods: Study of 24 adults with diagnosis of mesial temporal lobe epilepsy related to hippocampus sclerosis (MTLE-HS) refractory to drug treatment. All patients underwent neurosurgery for disease control and during surgery samples were removed from the temporal cortex, the amygdala and the hippocampus. They were obtained medical history and biochemical and intraoperative hemodynamic parameters. Performed multiplelinear regression to determine the intraoperative parameter sindependently associated with the activity of MRCE in three brain estrtuturas. Also evaluated the effect of a single dose (10 mgintravenously) dexamethasone on enzymes complexes I, II and IV and the succinate dehydrogenase activity of mitochondrial respiratory chair, in the same samples, collected up to 4 hours after administration the corticosteroids. Results: The activity of MRCE in samples of temporal cortex, amygdala and hippocampus were associated diferentente the average oxygen saturation, serum hemoglogina and mean arterial pressure. The time intervals of the last convulsive crisis to the surgery, the beginning of anesthesia to the collection of samples and the average time of their storage in freezer were also associated with the activities of MRCE. After controlling for clinical, demographic, neuroradiological, hemodynamic, biochemical and transoperative parameters, patients in the group treated with dexamethasone(n=14) and untreated (n= 11) was not evidenced significant differences between the activities of the MRCE samples. Conclusion: Careful control of hemodynamic parameters, biochemical, storage time of the samples, time since last seizureand anesthetic time are needed to minimize confounding biasesin studies of brain samples of adults collected in electiveneurosurgery. In stressful surgical conditions, a singlepharmacological dose of dexamethasone did not causesignificant changes in activities of the MRCE in the temporalcortex, amygdala and hippocampus of patients with MTLE-EH.The results indicate a natural resistance or a quick adjustmentmechanism for enzymes to the effect of glucocorticoids on limbicand neocortical structures of these patients. The study design isunable to conclude on the effect of the activity of MRCE inepileptogenesis and ictogenesis the MTLE-EH. Our results arerelevant for understanding the brain mitochondrial function during acute stress states in healthy people and in patients with neuropsychiatric diseases.